服役期原本两年，可在轨运行至今已经8年多仍“不服老”——实践六号B01星的“长寿基因”已经衍生出了实践系列卫星这个“长寿家族”。 在轨卫星长寿命绝不是偶然，中国航天科技集团公司第五研究院(简称五院)靠他们的创新为其植入了超期服役的“长寿基因”。 “我国在轨的80余颗卫星中，66颗出自五院。2008年在轨超期服役的卫星是7颗，年年初是15颗，年年底这一数字达17颗。按照我们的分析，超期服役的卫星数量有进一步扩大的趋势，占在轨卫星中的比例也将持续上升。”五院院长杨保华告诉记者，不少卫星的“工龄”已超出正常设计寿命的2—3倍，依旧状态良好，在轨运行稳定。 让每一块“板”都不短 谈及实践六号B01星的长寿秘籍，相关人员认为关键是因为从卫星设计、研制之初就注重不断优化卫星系统设计方案，加强攻关，选用稳定度更高的新技术、成熟度更高的新工艺、可靠性更优的新产品对卫星各系统和关键部件进行“淬火”，为卫星注入了“长寿基因”。 实践六号B01星安装的由五院自主研制的我国首台星敏感器，改写了之前卫星姿态测量只能依赖太阳、地球作为参考系的历史，大幅提升了卫星制导导航的安全性、准确性。多级冗余设计的在轨策略也引入到该星的设计当中，即当卫星主计算机工作时，还有两台计算机充当“替身”，处于休眠备份状态，一旦主机发生故障，替身就会顶上，确保卫星有足够的时间进行故障排除。 先天基因再好，后天如果不注重养生保健，不及时处置小病小痛、任由其发展，寿命也长不了。卫星长寿的另外一个关键“秘籍”是在轨维护。 五院于2004年成立航天器运行管理中心，专攻卫星的“健康医疗”和“养生之道”。 “快、准、狠”是该院开展卫星在轨管理的一个要诀。卫星在轨出现异常，首先一定要在第一时间解决问题，否则容易由一个小问题衍生出更多问题，继而影响某一个系统，甚至整星运行。如俄罗斯某卫星就因为太阳粒子击穿计算机芯片，而备份计算机切换不及时，导致电压快速下降，最终造成整星失效、报废。其次就是要准、狠，卫星在轨排故，最忌处置失当，前些年，国内某控制中心操作卫星时，指令输入错误，卫星发生翻转，等卫星抢救过来时，白白消耗了足够它使用半年的推进剂。这种因在轨管理失当而引发的卫星失效、“折寿”惨案并不鲜见。 “我们对在轨卫星的管理实现了从被动监管到主动出击的跨越，建立起了完备的快速报警、处置机制，通过不断积累，梳理常见在轨预案，编织对应的指令单，只要一发现异常问题，就能立刻通报，确定相应的处置指令，进行应急控制，常规的应急处置在半个小时内就能解决，80在轨异常问题能得到快速解决。”一名专业人士举例说，不久前，研究人员发现某卫星工作时蓄电池放电较快，按照当时速度，再过几小时，卫星的电压就会低于警戒值，按照既定的应急处置方案，只花了 35分钟就把问题解决了。 正如一名称职的好医生，治病本领要高，还要掌握少得病、不得病的要方。五院通过对大量卫星在轨的数据进行统计和分析，掌握了很多卫星长寿的“养生之道”，制定了卫星科学的作息表，根据不同空间环境，提前做好防备。比如，研究发现一般的太阳高能粒子爆发是三波攻击，针对这一特点，技术人员会提前做好防护，最大程度保证了卫星的“健康”。也正是有了如此科学细致的在轨管理，距离地球几万公里的遥远深空，颗颗卫星才能欢畅地在浩瀚的宇宙中追逐、嬉戏。 卫星长寿带来的效益可用千亿计算 多年来，五院下大力气开展新技术研发、产品创新、宇航能力建设、工艺振兴等“挖潜”工程，数千项国家专利、核心技术，近百项具有自我知识产权的“拳头产品”，为卫星的长寿命增添了底气。 此外，五院还不断提升在轨管理的科学化水平，为每颗卫星建立自己的“健康档案”，尤其是重点剖析长寿命卫星的在轨数据，验证了很多技术的科学性、实用性，并将成熟、成功的技术在其他卫星上进行推广。这也使卫星“集体长寿”这一美丽的梦想正逐渐变为现实。 卫星长寿了能带来多大的效益呢？ “一颗卫星的投资一般在10亿元左右，拿现在低轨道卫星来说，正常寿命为5年，平均下来每年的成本是2亿多元，实践六号B01星超期5年，相当于直接为国家节省了10多亿元的卫星制造成本，由此而节省下来火箭发射等各环节的费用还有很多。”卫星应用专家算了一笔账，现在卫星应用日益广泛，转播电视、广播、导航、授时、对地遥感等业务服务着上亿人口，影响着国民经济的每个角落，有些甚至走出“国门”赚外汇。因此，由卫星长寿衍生、创造的经济价值和效益，可用百亿甚至千亿来计算。(通讯员 郭兆炜 记者 陈瑜) 美国军事网站“战略之页”2月13日刊文称，到2020年为止，在地球轨道上运行的中国卫星将达200颗，是所有卫星数的五分之一，接近美国的一半。届时，中国将“主导”太空轨道。 文章称，今年，中国将发射20颗卫星，到2020年，在轨道上运行的中国卫星将达200颗，是所有卫星总数的五分之一，接近美国的一半。届时，中国每年将发射30颗卫星，占全世界卫星发射能力的四分之一。 “这一势头是中国四分之一个世纪的努力和过去两年发星活动井喷的结果。”文章说，“在1990年后的二十多年里，中国一共进行了30次商用卫星发射，将36颗卫星送入轨道。” 文章分析说，中国发射卫星主要依靠“长征”号火箭，它基于俄罗斯设计，简单，便宜又可靠。这使中国成为全球卫星发射领域的主要成员，拥有很大价格优势。美国的航天飞机(即太空梭)系最贵的射星方式，每吨重量需耗资2500万美元，俄罗斯和中国每吨仅需300万到600万美元。不过，如果俄罗斯和中国的火箭接连发生多次失败，射星的保险费就有可能超过成本的两倍。因此从商业角度来讲，美国和欧洲的火箭仍旧更为可靠。“长征”火箭的失败率为6系俄罗斯最常用火箭的事故率的两倍稍多。而美国太空梭的失败率为2与大多数西方国家的类似。 中国“长征”火箭可将9.5吨重的卫星送入近地轨道，将5.5吨重的卫星送入更高轨道。目前，中国正在稳步推进“长征”火箭的完善工作，它的第一个50次发射花费了28年时间，第二个50次发射则只用了9年。迄今为止，“长征”系列火箭已发射了164次。 目前共有900颗卫星在地球轨道上运行，近一半属于美国。75卫星为非军用。1957年，俄罗斯向地球轨道发射了人类第一颗人造地球卫星，美国于 1958年也成功发射。此后，其它国家纷纷跟进。法国于1965年发射首星，日本和中国系1970年，英国1971年，印度1980年，以色列1988 年，乌克兰1995年。伊朗近期宣布已成功将一颗卫星送入轨道，但仍未得到外界证实。朝鲜年12月发射了一颗死卫星，一个月后韩国紧接着成功发射了一颗活跃卫星。 |
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